一、碳弧氣刨的特點
它是利用(yong)石(shi)墨棒或(huo)碳棒作為電(dian)(dian)極，與工件間產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)弧將(jiang)金(jin)屬熔化(hua)，并用(yong)壓縮空氣(qi)將(jiang)熔化(hua)金(jin)屬吹(chui)除(chu)的(de)一(yi)種(zhong)表面(mian)加工溝(gou)槽的(de)方法。
氣(qi)刨(bao)時，電(dian)弧(hu)最高溫度達(da)6000～7000℃，放出的熱量(liang)能使工(gong)(gong)件表面(mian)熔(rong)(rong)化，通過碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)噴(pen)嘴(zui)噴(pen)出的壓(ya)縮空氣(qi)（0.4～0.6MPa）將(jiang)熔(rong)(rong)化了的金屬和(he)所(suo)生產的熔(rong)(rong)渣吹(chui)(chui)走。電(dian)弧(hu)不斷燃燒，壓(ya)縮空氣(qi)連續(xu)吹(chui)(chui)掉熔(rong)(rong)融物，實(shi)現在金屬表面(mian)上所(suo)需(xu)要加工(gong)(gong)的溝槽。
這(zhe)種(zhong)氣刨工(gong)藝主(zhu)要用于雙面焊時(shi)，清除背面焊根、清除焊縫(feng)中的(de)缺陷，也可以作為(wei)單件或不規(gui)則的(de)焊道加(jia)工(gong)坡口。
碳弧(hu)氣刨(bao)的加工功能(neng)與風鏟或(huo)砂輪相比，具有(you)下列特點(dian)：
1. 手工碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨的靈(ling)活性較大，可進行全位置操作。
2. 在(zai)清除焊(han)縫(feng)或鑄件的缺(que)陷時，可以(yi)清楚(chu)地觀察到缺(que)陷的形狀和深度。
3. 操作時的噪聲比風鏟小(xiao)，生產效(xiao)率比它高。
4. 對于(yu)受到限制的位置或可達性差的部位，碳弧氣刨更適于(yu)操作。
5. 碳(tan)弧氣(qi)刨時(shi)有煙霧、粉塵，對環(huan)境有污染，同(tong)時(shi)對操作技術要(yao)求較(jiao)高。
二、碳弧氣刨所用設備(bei)
碳弧(hu)氣(qi)(qi)刨由電源、壓縮空氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)源、刨槍、碳棒、電纜和氣(qi)(qi)管(guan)等(deng)組成，如圖6-4所(suo)示。
電(dian)源采用(yong)(yong)陡(dou)降外特性的(de)(de)(de)弧焊整(zheng)流(liu)(liu)器(qi)，其額定電(dian)流(liu)(liu)應大于碳(tan)弧氣(qi)刨所需的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)。例如(ru)，用(yong)(yong)φ7mm的(de)(de)(de)圓形碳(tan)棒，需要碳(tan)弧氣(qi)刨的(de)(de)(de)切割(ge)電(dian)流(liu)(liu)為(wei)350A，宜選(xuan)用(yong)(yong)額定電(dian)流(liu)(liu)為(wei)500A的(de)(de)(de)弧焊整(zheng)流(liu)(liu)器(qi)。
碳(tan)弧氣刨(bao)的氣刨(bao)槍主(zhu)要用(yong)于(yu)夾持碳(tan)棒(bang)和(he)吹送(song)壓縮空氣。常(chang)用(yong)的氣刨(bao)槍如圖6-5所示，它有側(ce)面送(song)風和(he)圓周送(song)風兩種形(xing)式。
碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)應(ying)具有耐(nai)高溫、導(dao)電性(xing)好(hao)和不易折(zhe)斷的特點。為了提(ti)高其導(dao)電性(xing)和增加表(biao)面(mian)強度，往往在(zai)碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)表(biao)面(mian)鍍一層純銅。碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)分圓形(xing)和扁(bian)形(xing)（長(chang)方形(xing)斷面(mian)）兩種(zhong)，圓形(xing)碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)主要用(yong)于焊縫反面(mian)開(kai)槽；扁(bian)形(xing)碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)可(ke)以用(yong)于開(kai)坡(po)口、刨焊瘤和切割大量金屬的場合。
三、氣刨工藝
為了獲得優質的(de)(de)(de)刨槽(cao)，必須有正確的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)參(can)數為保證，影響氣刨質量的(de)(de)(de)有下列因素：
1. 電源極性
碳(tan)弧(hu)氣(qi)(qi)刨(bao)不銹鋼(gang)時，采用直(zhi)流反極性連(lian)(lian)接(jie)（電(dian)極接(jie)電(dian)源正(zheng)極），氣(qi)(qi)刨(bao)時電(dian)弧(hu)穩定(ding)，刨(bao)削速度(du)均(jun)勻，電(dian)弧(hu)發生(sheng)連(lian)(lian)續(xu)的(de)刷刷聲(sheng)，刨(bao)槽(cao)兩側寬窄一致，表面光(guang)滑明(ming)亮。若采用直(zhi)流正(zheng)極性連(lian)(lian)接(jie)（碳(tan)棒接(jie)電(dian)源負極），則(ze)電(dian)弧(hu)發生(sheng)抖(dou)動(dong)，并發出(chu)斷續(xu)的(de)嘟嘟聲(sheng)，刨(bao)槽(cao)兩側呈現與氣(qi)(qi)刨(bao)抖(dou)動(dong)聲(sheng)相對應的(de)圓弧(hu)狀，若有此現象發生(sheng)，應將(jiang)極性更(geng)換過(guo)來(lai)再重新進(jin)行氣(qi)(qi)刨(bao)。
2. 氣刨電(dian)流與(yu)碳(tan)棒直(zhi)徑
氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流增大(da)時刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)寬(kuan)度(du)(du)增大(da)，槽(cao)(cao)深增加，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)速度(du)(du)也增快(kuai)，可以(yi)獲(huo)得較為光(guang)滑的刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)質量。但(dan)若氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流過大(da)，碳(tan)(tan)棒燒(shao)損(sun)較快(kuai)，甚至(zhi)碳(tan)(tan)棒熔(rong)化(hua)，會造成(cheng)嚴重滲碳(tan)(tan)且刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)表(biao)面粗糙；若氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流過小(xiao)，則電(dian)(dian)弧不(bu)穩，刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)小(xiao)而淺，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)速度(du)(du)不(bu)穩定(ding)，效率低且容易(yi)造成(cheng)粘(zhan)渣現象。表(biao)6-3介紹了常用(yong)碳(tan)(tan)弧氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)的參(can)數。
碳(tan)棒(bang)(bang)直徑的(de)選擇與鋼板厚度(du)有(you)關(guan)，見表6-4。它與所(suo)要(yao)求的(de)刨(bao)槽寬(kuan)度(du)有(you)關(guan)，碳(tan)棒(bang)(bang)直徑越(yue)大，則刨(bao)槽越(yue)寬(kuan)。一般碳(tan)棒(bang)(bang)直徑應比所(suo)要(yao)求的(de)刨(bao)槽寬(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨(bao)削速度
它必須(xu)與(yu)氣刨(bao)電流(liu)、風(feng)壓相(xiang)適應，才(cai)能保證氣刨(bao)過(guo)程的(de)(de)正常進行(xing)。速(su)度(du)過(guo)快或碳(tan)棒極(ji)向下送(song)進時(shi)過(guo)猛，碳(tan)極(ji)頭(tou)部將(jiang)碰到液態金屬或碰到未熔(rong)化的(de)(de)金屬上，電弧就(jiu)會(hui)因短(duan)路而(er)熄(xi)滅(mie)。速(su)度(du)過(guo)快，還會(hui)使碳(tan)極(ji)的(de)(de)頭(tou)部脫落，粘(zhan)在(zai)未熔(rong)化的(de)(de)金屬上，產生夾(jia)碳(tan)缺(que)陷。出(chu)現這種情況(kuang)時(shi)，應在(zai)缺(que)陷前端重新引弧，反(fan)手輕輕刨(bao)掉(diao)一層，將(jiang)缺(que)陷清除掉(diao)，再繼續刨(bao)削。氣刨(bao)速(su)度(du)過(guo)慢，則(ze)電弧拉長(chang)，會(hui)引起電弧不穩(wen)定，甚至熄(xi)弧。
一(yi)般刨削速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓(ya)(ya)縮空氣(qi)壓(ya)(ya)力
壓縮空氣壓力(li)(li)會直接影響到刨削速(su)度(du)和(he)刨槽表(biao)(biao)面質(zhi)量。壓力(li)(li)高(gao)，可提高(gao)刨削速(su)度(du)和(he)刨槽表(biao)(biao)面的光滑程(cheng)度(du)；反之壓力(li)(li)過低，則造成刨槽表(biao)(biao)面粘渣。
一般要求壓縮(suo)(suo)空氣壓力為(wei)0.4～0.6MPa，壓縮(suo)(suo)空氣所含水分和油可通過壓縮(suo)(suo)空氣在管路上所安裝的(de)過濾(lv)器予以限(xian)制(zhi)，過濾(lv)介質選用新硅膠為(wei)好。
5. 碳極(ji)伸出長(chang)度
碳極伸出(chu)長(chang)度以(yi)30～70mm為佳(jia)。伸出(chu)長(chang)度過(guo)(guo)長(chang)，電(dian)阻(zu)增大，碳棒(bang)燒損嚴重；過(guo)(guo)短時，常常會由于(yu)刨槍的金(jin)屬(shu)部分與被刨工件相碰而產生短路，使(shi)電(dian)弧(hu)不穩。
刨(bao)削過程中，碳(tan)棒(bang)燒(shao)損是正常(chang)的，碳(tan)棒(bang)伸出(chu)(chu)長(chang)度要斷續進(jin)行調整。當(dang)伸出(chu)(chu)長(chang)度小于25mm時，應(ying)將碳(tan)極伸出(chu)(chu)長(chang)度重新調到70～80mm。
6. 碳棒與工件間傾角
碳棒與工件(jian)間的傾角(jiao)(jiao)(jiao)大(da)小主(zhu)要影響刨槽深(shen)(shen)度(du)(du)和創削(xue)速度(du)(du)。傾角(jiao)(jiao)(jiao)增(zeng)(zeng)大(da)，則(ze)刨削(xue)深(shen)(shen)度(du)(du)增(zeng)(zeng)加(jia)，刨削(xue)速度(du)(du)減(jian)小；反(fan)之(zhi)，則(ze)刨削(xue)深(shen)(shen)度(du)(du)減(jian)小而刨削(xue)速度(du)(du)增(zeng)(zeng)快。一般手(shou)工碳弧(hu)氣刨傾角(jiao)(jiao)(jiao)以30°～45°為(wei)宜。
7. 碳弧氣刨的弧長
在刨削過(guo)(guo)程中應盡可能使電(dian)弧(hu)(hu)長(chang)(chang)度短一(yi)些(xie)，以2～3mm為(wei)宜。電(dian)弧(hu)(hu)弧(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)(guo)短，容易(yi)引(yin)起夾(jia)碳缺陷；弧(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)(guo)長(chang)(chang)，冷(leng)空氣吹(chui)斷(duan)電(dian)弧(hu)(hu)，使電(dian)弧(hu)(hu)不(bu)穩，甚至滅弧(hu)(hu)。電(dian)弧(hu)(hu)弧(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)(guo)長(chang)(chang)還會使壓縮空氣的(de)(de)吹(chui)力不(bu)集(ji)中，被熔(rong)化的(de)(de)金屬來不(bu)及吹(chui)走，使刨口熱(re)影響區增(zeng)寬(kuan)，刨口的(de)(de)表面粗糙(cao)度也變(bian)差。
此外，在刨削(xue)過程(cheng)中(zhong)，碳棒不要進行(xing)擺(bai)動，只要按預先(xian)選好(hao)的(de)角度平直向前，就可(ke)以保證得到均勻的(de)刨槽尺寸。
四、碳弧氣刨對不銹鋼焊縫耐蝕性的影響
碳弧氣刨不銹(xiu)鋼時，它可以通過滲碳和熱作用來影響被刨金屬表面，導致破壞不銹鋼焊接(jie)接頭耐晶間腐蝕的性能。表6-5列出了碳弧氣刨18-8型不銹鋼時碳含量的分析。從表中可以看出，碳弧氣刨所產生的金屬飛濺一熔渣，其w（C）高達1.3％，但氣刨過程中滲碳的液態金屬很快地被壓縮空氣吹走，刨槽表層w（C）只有0.075％，所以說碳弧氣刨對18-8型不銹鋼的滲碳作用是極其微小的。經實測，氣刨后的金屬表面滲碳層的深度一般僅在0.02～0.05mm之間，最深處也不超過0.11mm，且滲碳層又是斷續的熔化金屬。碳弧氣刨雖然對被氣刨表面有加熱作用，但因弧柱下形成的高溫液態金屬很快被吹走，不再繼續對氣刨面起加熱作用。可以這樣認為碳弧氣刨的熱影響區比焊條電弧焊小，在正確的操作規范下，熱影響區只1mm左右。由此可見，碳弧氣刨對18-8型不銹鋼的滲碳和熱作用都是很微弱的。
